Rastreador UWB: Um guia passo a passo para uma integração perfeita!

Introdução

A tecnologia UWB Tracker  permite o rastreamento em tempo real de seus ativos valiosos em locais onde o GPS padrão costuma falhar. A precisão e a confiabilidade dos dados para garantir a segurança de seus ativos são uma prioridade? Desenvolvemos uma solução robusta para sua fábrica, proporcionando controle total. Com maior agilidade, você agiliza o trabalho. Confie em nossos sistemas comprovados.

Por que um rastreador UWB é essencial para precisão?

Você certamente possui equipamentos valiosos ou dispositivos essenciais que precisam ser monitorados e, em alguns casos específicos, seus dispositivos podem até mesmo conter dados críticos. Provavelmente você já possui sistemas estabelecidos, mas mesmo os melhores sistemas exigem precisão e dispositivos rastreáveis ​​para um desempenho ideal. Utilizando um rastreador UWB, você pode facilmente alcançar precisões de aproximadamente 10 a 30 centímetros.

Com o rastreador UWB G-NiceRF , garantimos dados rastreáveis ​​e confiáveis ​​para suas operações. Para seus ativos, projetamos o rastreador UWB para proporcionar tranquilidade em locais monitorados e liberdade para executar suas tarefas com segurança. Os sinais legados não interferem no rastreador UWB, e a integração com seus dispositivos de segurança oferece um conjunto robusto de sinais de segurança.

Segundo a Rohde & Schwarz, "a tecnologia de banda ultralarga (UWB) transforma as experiências de conectividade, fornecendo localização precisa e exclusiva, além de recursos de alcance fino e seguro."

Definindo a arquitetura industrial de rastreadores UWB!

Uma rede robusta consiste em três componentes: uma etiqueta fixada a um objeto em movimento, uma estação base fixada a um objeto imóvel e um processador que calcula a localização. O G-NiceRF UWB650 é a melhor opção para etiquetas móveis, pois o rastreamento de ativos por UWB é essencial para logística sofisticada. Uma única etiqueta se comunica com três estações de triangulação, permitindo o recebimento de dados de localização em tempo real.

O dispositivo que oferece excelente desempenho de hardware é o Qorvo DW3000, e a camada de rede transmite valores. Além disso, as conexões da porta UART  permitem a integração de periféricos, o que possibilita escalabilidade imediata, especialmente para uma etiqueta rastreadora UWB.

Executando a fase de instalação do hardware corretamente!

Para manter o desempenho do sistema de rastreamento UWB, o usuário deve seguir as regras de instalação, pois uma instalação inadequada do hardware impacta negativamente o desempenho do sistema. Esse impacto pode alterar o posicionamento da estação base, portanto, siga estas regras atentamente.

•  Modo Mestre-Escravo

O primeiro passo é designar funções, onde uma estação base será a mestre e as demais serão escravas. Essa é a configuração ideal para evitar colisões de dados e, na ausência delas, a estação mestre coordenará todos os dados de rastreamento UWB em ambientes internos  . A comunicação entre as estações base é organizada e o G-NiceRF UWB650  gerencia essa lógica, resultando em dados de alcance estáveis.

•  Espaçamento de 30 cm

É preciso evitar qualquer objeto metálico, portanto, as estações devem ser instaladas a pelo menos 30 cm de distância uma da outra, pois paredes refletem sinais e metal obstruem ondas de radiofrequência. Você criou uma zona livre, o que mantém a antena segura, e esse espaço é importante porque minimiza a perda de sinal. Seu rastreador UWB precisa de espaço para funcionar corretamente, pois proximidade excessiva pode causar erros de integridade do sinal.

·  Área Triangular

Você configura um triângulo utilizando três estações base, pois esse formato específico é importante para a triangulação matemática. Posicione-as de forma que a etiqueta fique dentro do triângulo, que é a melhor maneira de executar o rastreamento de localização UWB . Não as posicione em linha reta, pois linhas retas levam a erros, e confirmamos que esse formato previne esses erros. Essa configuração garante uma cobertura confiável, resultando em pontos precisos.

·  Distância de 45 metros

Distribua-os uniformemente e mantenha as estações a 45 metros de distância umas das outras, pois essa é a distância máxima permitida. Isso funciona em espaços abertos, mas obstáculos reduzem o alcance, então é preciso levar em consideração o ambiente. Confirmamos essa distância porque ela garante conexões robustas, mantendo o rastreador UWB conectado. Ultrapassar essa distância é arriscado, pois limita o orçamento de enlace.

•  Orientação da antena

Você alinha as antenas e posiciona os painéis um de frente para o outro, pois a polarização é importante aqui. A perda de potência ocorre quando os ângulos não coincidem, então você as mantém na posição vertical. É assim que se obtém o melhor sinal, e construímos a antena para esse propósito, pois ela precisa de linha de visão direta. Você não quer um ponto cego aqui, e o sinal ideal é alcançado com o alinhamento correto, o que aumenta a recepção.

Protocolos de instalação e configuração do rastreador UWB!

Comparando os métodos de posicionamento ToF e TDoA!

A escolha dos métodos corretos depende do tempo e dos ângulos, por isso esclarecemos os detalhes de engenharia.

•  Medição de distância DS-TWR

Você implementa a medição de distância bidirecional a partir do dispositivo que transmite um pulso. A estação responde instantaneamente e medimos o percurso de ida e volta, o que garante alta precisão. É ideal para rastreadores de carteira UWB, pois proporciona distâncias precisas. Não requer sincronização rigorosa e, embora consuma mais energia, oferece dados mais robustos. Oferecemos suporte completo a este modo.

•  Diferença de fuso horário

A diferença de tempo é medida porque os sinais chegam à estação de maneiras diferentes. Essa diferença é usada para calcular a posição, que é o TDoA (Direção de Chegada), e é a mais adequada para um rastreador de cartão UWB. A bateria do tag é economizada porque ele apenas transmite e não recebe. Essa é a opção mais recomendada para escalabilidade, pois o TDoA é excelente para lidar com um grande número de usuários; no entanto, é necessário que os relógios estejam sincronizados.

·  Tempo de voo

Você se baseia na velocidade do sinal porque sabe que ele viaja à velocidade da luz. Medimos esse percurso no tempo, obviamente, porque é importante ter um alto grau de precisão. Isso deve fornecer a distância instantaneamente, e o chip DW3000 é rápido, portanto você pode confiar na física.

·  Planar de três pontos

Neste exemplo, usamos planos e obtemos coordenadas dentro das áreas criadas pelas três estações no perímetro da posição triangulada. Em seguida, calculamos suas coordenadas X e Y e, para maior precisão, aprimoramos as abas de localização para funcionar com aplicativos Android de busca precisa. Para isso, precisamos de um conjunto de coordenadas que usamos para trilateração e, então, obtemos uma localização específica e subtraímos o caminho, o que funciona muito bem em plantas baixas 2D.

·  Sincronização de relógios

Para maior precisão, queremos que as estações estejam alinhadas, portanto, as âncoras precisam estar sincronizadas no mesmo plano e ao mesmo tempo. Para isso, definimos um relógio mestre, pois este sistema de rastreamento UWB é extremamente sensível ao tempo, e estamos falando de precisão em milissegundos.

Em seguida, as âncoras UWB são sincronizadas em intervalos, e projetamos este sistema com uma precisão estimada em nanossegundos para evitar erros de temporização e obter dados de localização válidos. Você já parou para pensar na perda de produtividade quando uma única empilhadeira desaparece em um armazém de 4.645 metros quadrados?

Rastreador UWB vs. Wi-Fi: Analisando a resistência a múltiplos caminhos!

A tecnologia UWB é a principal concorrente do Wi-Fi nesse aspecto, além de lidar com reflexões de sinal, comuns em ambientes fabris. Não há como negar que a UWB domina esse e muitos outros aspectos.

•  Desvanecimento multicaminho

Isso é especialmente relevante dada a alta ocorrência de zonas mortas. Além disso, embora o Wi-Fi seja um padrão, quando os sinais refletem em superfícies metálicas, seu caminho se torna intransponível para o Wi-Fi. A tecnologia de banda ultralarga (UWB) utiliza amplas larguras de banda para resistir a esse problema, juntamente com sua tecnologia de pulsos curtos, que envia sinais quantas vezes forem necessárias. Um eco que chega posteriormente é classificado digitalmente como um sinal refletido, o que estabelece o Wi-Fi dentro do intervalo de um pulso curto. Distinguimos o eco da UWB, que permite manter uma conexão estável, enquanto o Wi-Fi é projetado para filtrar o ruído, proporcionando uma conexão altamente estável.

•  Largura de banda de 500 MHz

Ao lidar com Wi-Fi, é como se estivéssemos lidando com um canal estreito onde os dados podem facilmente ficar congestionados e sofrer gargalos, porque todos os usuários utilizam banda larga e competem por um canal limitado. Em contraste, existe uma largura de banda superior a 500 MHz, e é um canal extremamente amplo onde podemos canalizar e enviar nossos dados sem sofrer qualquer gargalo. O resultado é maior taxa de transferência e confiabilidade.

·  Densidade do sinal

Mais fábricas significam mais interferência sonora, então reduzimos nossa densidade de potência a um nível em que ela se torna praticamente indistinguível do ruído ambiente. Podemos trabalhar com Bluetooth sem problemas de interferência, e outros sistemas são silenciados para que nosso rastreador UWB Bluetooth atinja seu desempenho ideal. Você obtém uma rede limpa enquanto coexistimos.

·  Dispersão Espectral

Acreditamos que sua energia deve ser superdispersa, pois isso aumenta sua segurança e dificulta muito a interceptação. Para ocultar um sinal de sistemas de banda estreita, acabamos perdendo-o; por isso, utilizamos um rastreador Bluetooth UWB para que usuários de Android possam manter a privacidade de suas comunicações enquanto nós as protegemos. A física do sistema trabalha naturalmente a seu favor.

·  Penetração de Obstáculos

Alguns materiais podem realmente bloquear os sinais, mas isso não importa para nós, pois usamos uma frequência mais baixa que a do Wi-Fi para a conexão. Temos frequências mais altas para um rastreamento consistente, permitindo rastrear através de caixas. Com um rastreador UWB, você pode manter o contato sem interrupções. É um problema comum, mas nós o resolvemos.

Maximizando a eficiência com transmissão de dados em alta velocidade!

Você precisa de atualizações de dados rápidas porque redes lentas causam acidentes, por isso fornecemos comunicação industrial de alta velocidade.

§  Taxa de 6,8 Mbps: Você transfere dados rapidamente porque oferecemos suporte a velocidades de 6,8 Mbps. O melhor rastreador UWB para Android precisa disso. 

§  850 Kbps: Você escolhe um alcance maior porque 850 Kbps amplia sua área de cobertura. Seu rastreador UWB agora economiza energia. 

§  1000 Pacotes: Você envia atualizações frequentes porque processamos 1000 pacotes por segundo. Um rastreador UWB para Android atualiza instantaneamente. 

§  Potencial de Gbps: Você planeja o crescimento porque a UWB suporta velocidades de Gbps. Sua rede de rastreadores UWB está preparada para o futuro. 

Resposta em milissegundos: Você  precisa de reações instantâneas, pois a medição de distância leva 25 milissegundos. Garantimos alertas de segurança em tempo real. 

Proteja sua rede com criptografia avançada!

Você precisa proteger os dados porque os hackers visam redes industriais, por isso implementamos padrões de criptografia de nível militar.

•  Criptografia AES-128

Você protege seus dados porque usamos o padrão AES-128, de nível militar. Hackers não conseguem lê-los, mantendo seu rastreador UWB seguro e impedindo acessos não autorizados. Integramos esse hardware para que ele não atrapalhe seu desempenho, oferecendo velocidade e segurança. O roubo de dados é impossível; portanto, você pode confiar neste protocolo.

·  1023 bytes

Você envia pacotes grandes com comandos de controle que se adequam bem aos fluxos de dados de rastreamento UWB. Você envia dados suficientes, mais do que o suportado (1023 bytes), mesmo que a criptografia reduza ligeiramente o volume. Otimizamos a carga útil, que consiste em informações vitais, e a capacidade é suficiente para lidar com tarefas complexas. Além disso, garantimos que o sistema permanece robusto.

·  ID do grupo

Você segrega a rede atribuindo um ID de grupo, garantindo que apenas os membros do grupo se comuniquem, evitando interferências. Você gerencia múltiplas zonas nas quais um rastreador UWB se concentra, ignorando tags externas. Isso simplifica o gerenciamento da rede à medida que você organiza sua frota e reduz o ruído do canal, resultando em uma separação lógica.

·  ID do dispositivo

Você identifica cada unidade e cada módulo recebe um ID que permite saber quem está se comunicando. Essa vinculação possibilita a comunicação individualizada e garantimos o rastreamento preciso de suas etiquetas. Sua comunicação é transmitida para assegurar o controle do estoque, e oferecemos controle total, garantindo que cada dispositivo tenha um ID exclusivo.

·  UART segura

Você controla o hardware porque usamos interfaces UART  . Você configura as definições de segurança e a interface é confiável. Ataques externos falham aqui, então seu rastreador UWB obedece às suas instruções. Desenvolvemos um firmware robusto, que você atualiza via serial, mantendo o sistema sempre atualizado. Você mantém o controle total.

Conforme afirmado por especialistas do setor na Sewio, "UWB é a única tecnologia capaz de abranger todos os casos de uso, desde rastreamento de ativos até controle de acesso, com uma única infraestrutura."

Perguntas frequentes!

Você tem dúvidas técnicas e nós temos as respostas de engenharia. Aqui estão as perguntas mais frequentes sobre nossos módulos.

A frequência do canal 5 melhora a penetração do sinal?

Sim, você obtém um alcance melhor porque o canal 5 é de 6489,6 MHz. Ele penetra bem os obstáculos e selecionamos essa banda por oferecer estabilidade. O rastreamento de ativos UWB melhora porque as frequências altas sofrem atenuação mais rapidamente. Essa banda equilibra as leis da física e você obtém conexões internas confiáveis, pois a testamos extensivamente.

Qual é a taxa de transmissão máxima suportada?

Você obtém altas velocidades porque a porta serial atinge 115200 bps. Isso permite a transferência rápida de dados e a conexão de dispositivos legados. A integração é tranquila e garantimos que não haverá gargalos. Seu processador host acompanha o ritmo e o descarregamento de dados é eficiente. Você mantém a velocidade do sistema porque priorizamos o fluxo de dados.

Três estações base conseguem rastrear trinta etiquetas?

Sim, a capacidade existe porque três estações suportam 30 tags. Elas se comunicam simultaneamente e otimizamos os intervalos de tempo. Você pode dimensionar o sistema, facilitando o rastreamento de ativos por UWB. Você monitora uma frota inteira e a rede gerencia o tráfego. Você recebe atualizações contínuas porque oferecemos suporte a ambientes com múltiplas tags.

A potência de saída dos módulos é ajustável?

Sim, você controla a potência porque o UWB3000F27 é programável . Você ajusta o alcance e, com potência reduzida, economiza bateria. Com potência aumentada, o alcance chega a 1,5 km, oferecendo flexibilidade. Você configura o transmissor de acordo com o local, facilitando a conformidade com as regulamentações. Você otimiza o orçamento de enlace.

Os pulsos curtos reduzem os riscos de interferência multicaminho?

Sim, a física determina que pulsos da ordem de nanossegundos não podem se sobrepor. Ecos de sinais que chegam com atraso são ignorados pelo receptor, e nós exploramos esse princípio. Afinal, o que é o rastreamento UWB senão preciso? Ondas contínuas, no entanto, se confundem, mas o G-NiceRF UWB elimina esse problema. Sinais limpos garantem dados confiáveis.

Conclusão

Agora você conhece o nível de precisão que oferecemos, com exatidão até o centímetro. Sua fábrica precisa de dados precisos para evitar falhas nas operações em alta velocidade. A segurança da sua rede precisa ser impenetrável. Para o seu sucesso, instale um rastreador UWB G-NiceRF  em suas instalações. Apoiamos com orgulho o seu desenvolvimento.